Как производитель штампов и матриц использует ППИ для коротких серий и just-in-time производства

American Punch Co. (Эвклид, Огайо), поставщик штампов и матриц для рынков тяжелой штамповки, как строительство, и мелкой штамповки, как автопром, должна держать темп с своей клиентской базой. Это означало переход от крупносерийного производства к эффективной обработке мелких серий с более короткими временами выполнения для встречи заказов just-in-time доставки, требуемых внедрением клиентами бережливых стратегий. Приспособление к этим требованиям создало свой набор вызовов, включая поиск способов держать затраты внизу несмотря на потенциал увеличения затрат на труд.

Поиск пути к более коротким производственным сериям

Пока высокоточные штампы и матрицы American Punch были хорошо приняты клиентами, ее производственный процесс был ориентирован на стандартные практики производства, производящие сотни одной детали, а не все более мелкие партии по 5, 10 или 20 штук, которые все больше требовали клиенты.

«Короткие серии вроде этих требуют множественных наладок и увеличенного внимания от оператора станка, что, конечно, добавляет время и затраты труда к деталям», — говорит г-н Каин. «Альтернатива — делать более длинные серии и накапливать готовые продукты до того, пока клиент их захочет. Хотя мы держим на складе ряд высокооборотных деталей для определенных клиентов, добавление многих из этих мелкосерийных деталей замораживает дополнительный оборотный капитал, требует больше полового пространства и увеличивает нашу незавершенную продукцию. Так что я начал искать способы сделать эти мелкообъемные серии более эффективными. Мы уже использовали автоматический пруточный загрузчик для загрузки материала в наши ЧПУ-станки, что хорошо работало для крупносерийного производства, но не для более коротких серий, которые хотели наши клиенты. Каждый раз, когда мы меняли на новую деталь, означало вызов другой программы и на токарном станке, и на пруточном загрузчике».

Встреча с решением на IMTS

Г-н Каин решил, что идеальное решение будет включать группировку вместе семейства похожих деталей, имеющих разнообразие длин и характеристик, и затем запуск их всех одновременно с одной наладкой. Однако никто, с кем он говорил на выставке, не мог придумать хороший способ запуска множественных деталей из пруткового стока в одной наладке.

Тогда он посетил стенд LNS America Inc. и обсудил свои потребности с менеджером системного ПО и контроля Рэнди Льюисом. Они обсудили систему ethernet-коммуникаций e-Connect, которая позволяет пруточному загрузчику и ЧПУ-управлению станка делиться данными.

Когда e-Connect и ЧПУ станка «разговаривают» друг с другом, первый может посмотреть на производственное расписание по завершении серии деталей, чтобы выбрать следующую деталь для производства, затем передать эти данные пруточному загрузчику. Пруточный загрузчик консультируется со своей внутренней библиотекой деталей, хранящей все параметры пруточного загрузчика для до 500 программ деталей, выбирает программу, соответствующую выбранной мастер-расписанием, затем автоматически настраивает себя на новую программу.

Это было именно тем решением, которое искал г-н Каин. «Я узнал, что мы были на нулевом этаже этого вида обмена данными, который сейчас становится более распространенным», — говорит он. В то время станки г-на Каина не были готовы делиться данными, поэтому LNS поработала с поставщиком станка г-на Каина и оригинальным производителем оборудования, чтобы привести их в соответствие.

Внедрение связности станков

В том приложении система e-Connect находилась в LNS Quick Load Servo 80 S2: пруточном загрузчике длины шпинделя, полностью электрическом, сервоуправляемом, полностью автоматическом, загружающем пруты 14–63 дюйма с диаметрами от ¼ до 3⅛ дюйма. Оператор станка American Punch загружал пруточный загрузчик прутковым стоком 1½ дюйма инструментальной стали и запускал макропрограмму, позволяющую ЧПУ токарного и пруточному загрузчику меняться от одного семейства деталей к другому на лету.

Типичная наладка включала загрузку соответствующего диаметра пруткового стока для производства различных количеств деталей разной длины. Например, она использовала пруты диаметром 1½ дюйма для производства 50 деталей длиной 2,500 дюйма, 10 деталей длиной 3,025 дюйма, 75 деталей длиной 3,500 дюйма и так далее. Детали могли варьироваться и по форме. Эта наладка обеспечивала беспилотное, даже lights-out производство на коротких сериях деталей.

Сегодня, с четырьмя рабочими ячейками, использующими систему LNS e-Connect и пруточные загрузчики, American Punch производит более 300 000 деталей в месяц и находится в процессе добавления дополнительной емкости для встречи клиентских требований. Новейшая рабочая ячейка состоит из пруточного загрузчика LNS Quick Load Servo 80 S2, загружающего прутковый сток в токарный центр Doosan Puma 2100SY, способный фрезеровать, сверлить и нарезать резьбу. Помимо интерфейса с пруточным загрузчиком LNS, ЧПУ станка также коммуницирует с программируемой высоконапорной системой для приложения точного количества СОЖ для каждой операции обработки.

Снижение материаловых отходов

Другой выгодой системы e-Connect является снижение материаловых отходов. Помимо хранения параметров пруточного загрузчика для каждой из программ деталей, e-Connect отслеживает использование материала и коммуницирует эту информацию станку. Мастер-расписание смотрит на количество доступного материала и длины деталей в производственной очереди, чтобы определить, достаточно ли материала для запуска требуемого количества определенной детали. Если материала недостаточно для всей серии, система определяет длину остатка, вызывает следующую деталь в расписании, соответствующую оставшемуся стоку, и токарный и пруточный загрузчик автоматически настраиваются на изготовление новой детали. После использования прута, пруточный загрузчик загружает следующий прут и система повторяет процесс, пока не изготовит все запланированные детали.

«Эти рабочие ячейки сделали значительное улучшение в нашей стоимости на деталь через беспилотную операцию и добавление беспилотной ночной смены», — говорит г-н Каин, добавляя: «Мы не только решили проблему времени доставки, мы расширили нашу емкость для принятия дополнительной работы».